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AI药物设计

探索性蛋白质组附属分析中Rentosertib衰老钟21项显著

AI药物设计
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在42名IPF患者的探索性蛋白质组子研究中,rentosertib使54个ΔBioAge比较中21个达Q<0.10,提示预测生物年龄下降。

机制示意图
  • IPF试验采集血清
  • 六种蛋白时钟估计ΔBioAge
  • 治疗臂与安慰剂比较
  • 通路分析提供解离线索

图示rentosertib蛋白质组附属分析的证据链:IPF患者纵向血清经Olink检测,六种蛋白质组衰老钟计算ΔBioAge;显著信号再与FVC、UK Biobank衰老轨迹、SenMayo和IGF轴通路做交叉分析,提供间接支持。示意图由 AI 生成,依据原文结果绘制,非期刊原图,不代表分子比例

研究背景与待解问题

许多年龄相关疾病药物可能同时触及衰老通路,但常规临床终点难以区分疾病改善与生物衰老调节。DNA甲基化时钟已有临床应用尝试,却常面临模型间不一致、解释困难和机制信息间接等问题。

Zhavoronkov等在Nature Biotechnology把一个AI设计的TNIK抑制剂rentosertib用于IPF试验的血清样本重新分析,比较六种蛋白质组衰老钟,并把时钟、蛋白轨迹、衰老队列和通路富集放在同一框架内,试图评估疾病试验能否同步读取潜在护老信号和机制线索。

研究设计

父试验为随机、双盲、安慰剂对照2a期IPF研究,在中国多中心开展。71例患者被分配至30 mg QD、30 mg BID、60 mg QD或安慰剂,四臂人数分别为18、18、18和17,治疗12周;原文没有说明蛋白质组子研究为组间ΔBioAge比较设计效能。

蛋白质组子研究中,43人同意,1人因第12周缺测被排除,最终42人、平均年龄67.1岁;各臂为安慰剂11、30 mg QD 11、30 mg BID 11、60 mg QD 9。血清在基线、第2周、第4周和第12周用Olink Explore 3072检测。核心读出是ΔBioAge,即相对基线的预测生物年龄变化;每个治疗臂与安慰剂用单侧Mann–Whitney U检验和Benjamini–Hochberg FDR比较。

核心结果

时钟先经校准

在42份基线样本上,四个按时间年龄训练的钟与实际年龄相关良好,Spearman r为0.70–0.84,线性校正后RMSE低于4年;两个死亡风险钟与年龄相关较弱,r为0.16–0.23。作者据此把两类钟视为互补读出,而不是同一量表。匿名化各时点预测值另列于补充表,供复核各钟读数。

主读出达显著

在54个治疗组对安慰剂的ΔBioAge比较中,21个达到Q<0.10;这些显著结果集中在第4周,当时18个比较中有11个显著。患者标签置换的零假设均值为0.15,而观察到21个显著比较;去除≥3级不良事件者后仍有19个,p<0.0001。

方案信号不同

按方案看,30 mg BID有9个显著比较,60 mg QD有7个,30 mg QD有5个。60 mg QD虽在原始试验中FVC改善最大,第4周四个时间年龄钟均显著降低,ΔBioAge为−2.71至−3.46年,但两个死亡风险钟均无显著改变。

平台而非消失

第12周信号转为平台:第4周到第12周,没有臂-时钟组合出现显著变化,配对Wilcoxon阈值为P<0.05。蛋白层面则不同,30 mg BID和60 mg QD仅5–9%的蛋白变化属短暂型;在衰老钟特征蛋白中,持续变化比例在两个活性剂量臂达到29–36%,提示时钟平台不等同于蛋白效应消退。

解离疾病改善

ΔFVC对ΔBioAge的解释度很低,中位R²为0.06,范围0.01–0.18,N=42。与UK Biobank的55,319名成人衰老轨迹相比,30 mg BID治疗变化负相关,r=−0.30、P<0.01;60 mg QD无此相关,r=−0.097、P=0.37。

机制解读

原文实验证明:线性混合模型显示,rentosertib相对安慰剂显著改变326个蛋白轨迹,安慰剂仅2个;其中237个只在一个治疗臂出现,89个在两个或更多治疗臂同向变化。30 mg BID有142个独有变化,和跨时钟信号最一致的观察相互对应。

GSEA显示衰老细胞相关循环蛋白呈相反轨迹:SenMayo签名在安慰剂中上调,NES=1.48、Q<0.01;除60 mg QD为Q=0.17外,治疗臂均为显著负向,Q<0.05。Reactome中IGF转运与IGFBP摄取通路在两个有效剂量臂下调,NES为−1.70至−1.66。

作者推测:作者推测,30 mg BID较低但更频繁给药,可能比60 mg QD的大峰值暴露更能维持与衰老相关的代谢、氧化还原和IGF轴调节;这种解释来自通路差异和药代讨论,并非直接测得组织TNIK占有率或因果机制。

局限与不确定

  • 第一,外推性有限。蛋白质组分析只有42名亚洲IPF患者,且60 mg QD臂只有9人;衰老钟多来自UK Biobank训练,在严重纤维化人群中属于越界应用,作者也要求在非IPF人群确认。
  • 第二,终点和随访仍偏探索性。观察期为12周,核心读出是血清ΔBioAge而非临床护老结局;第4周信号最强,第12周进入平台,尚不能判断长期持续性、间歇给药或功能获益。
  • 第三,方法学上仍难拆分抗纤维化与抗衰老。作者明确把样本量小、观察期短、计算方法占主导和缺少其他组学列为限制;Olink面板少于3,000个蛋白,TNIK本身不在平台内,只能间接推断靶点通路。

临床/产业意义

如果后续在非IPF或风险富集老年人群中复现,这项工作提供了一种把AI设计药物的疾病试验扩展为护老信号侦测的模板:同一试验内预设血清蛋白质组、多个衰老钟、正常衰老轨迹参照和计算性通路分析。

对Insilico Medicine的rentosertib项目而言,结果还提示剂量频次可能影响生物学读出:30 mg BID的衰老钟和代谢通路信号更一致,而60 mg QD更接近FVC改善轴。当前证据只能支持探索性药效标志物,不能推出患者抗衰老疗效。

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